Question

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究．目前合成氨的技術(shù)原理為氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏捍呋瘎�條件下生成氨氣：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）；△H=+180.5kJ?mol-¹
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ?mol-¹
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）；△H=-483.6kJ?mol-¹
請(qǐng)寫出氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏捍呋瘎�條件下生成氨氣的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨氣一氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極是

 

 （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）一定條件下，某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

．
②在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，下列措施中可采用的是

 

（填字母代號(hào)）．
a．增大壓強(qiáng)    b．適當(dāng)升高溫度     c．增大O₂的濃度    d．選擇高效催化劑．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算分析得到；
（2）依據(jù)原子守恒書寫化學(xué)方程式，依據(jù)原電池原理分析判斷電極反應(yīng)，燃料電池，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物濃度系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度系數(shù)冪次方

；
②依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理結(jié)合 反應(yīng)特征分析判斷．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，（③×3-②+①×2）÷2，得到：
氨氣在高溫高壓催化劑條件下生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ?mol^-1；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4 kJ?mol^-1；
（2）氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質(zhì)和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH₃+3O₂

點(diǎn)燃  .

2N₂+6H₂O，氨氣一氧氣燃料電池，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，則通入氨氣的電極是負(fù)極；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O；負(fù)極；2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
（3）①反應(yīng)4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

生成物濃度系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度系數(shù)冪次方

=

[NO]4?[H2O]6

[NH4]?[O2]5

，故答案為：

[NO]4?[H2O]6

[NH4]?[O2]5

；
②4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．在一定體積的密閉容器中，為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
a．反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行，故a不符合；
b．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進(jìn)行，故b不符合；
c．增大O₂的濃度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故c符合；
d．選擇高效催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡，故d不符合；
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，原電池原理和電極反應(yīng)書寫應(yīng)用，影響化學(xué)平衡因素分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．